喘振控制在高炉鼓风机系统中的应用

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高炉鼓风机防喘振控制系统的分析与研究

3 高炉鼓风机防喘振控制的原理为了不使鼓风机进入喘振,而且考虑
安全裕度,人为建立一条防喘振线,此线由复合演示器内函数回路实现以折线形式设定。如图 2 鼓风机运行工作画面所示 , 其中三条实折线是基于上述防喘振设计理念所设计的。
(1)防喘振接近线(黄色曲线):当工作点超过防喘振接近线时, 鼓风机的“防喘振接近”报警。
2 防喘振控制设计的基本理念高炉鼓风机防喘振设计除了考虑保护
设备自身外,更要考虑为高炉提供安全可靠的生产服务。防喘振控制设计的基本理念主要有以下四方面:
(1 )安全性 : 足够的安全裕度。一般来说,真实的喘振线与防喘振线之间留5%～ 10%的安全裕量[5]。
P
I
D
H CI I
B GF
E
A
Q
图 1 压缩机和管网联合工作性能曲线
P
喘振线
紧急开放线
防喘振线防喘振接近线
运行点
紧急开放线
Q
P
4
2.2
5
3.8
6
5
7
5.4
10
5.4
Q
图 2 鼓风机运行工作画面表 1 鼓风机正常运转折线参数
防喘振线 QP 4 1.9 5 3.5 6 4.7 7 5.1 10 5.1
155
科技资讯 2014 NO.04 SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION
副放风阀主放风阀
排
Z T-304-1
出
管
PT - 303- 2
SET
减少到正常工作允许最小值时,工作点移到C 点,此时压缩机通道受阻堵塞,因失速而造成特性曲线出现断裂,使气流产生强烈脉动,出口压力突然下降至 G 点。由 C 点过度至 G 点是随外界管路容积的影响,容量越大,过渡状态越复杂,当容量足够大时,这种过渡可能使倒向气流超过极限F点,从而解除失速恢复正常B 点。若造成失速的管网条件没有消失,则又回到C点,此过程循环发生称为喘振[4]。

刍议如何有效控制高炉鼓风机喘振问题

刍议如何有效控制高炉鼓风机喘振问题文章主要针对高炉鼓风机喘振问题进行了分析，并对引发喘振问题的因素进行了深入讨论。

从传感器技术入手，有针对性的提出了改善喘振问题的方法，并最终提出有效的技术方案。

标签：喘振问题；高炉鼓风机；控制；传感器引言大型高炉以及中型高炉运行过程中大多采用轴流式风机或者离心式风机。

相比较于离心式风机，轴流式风机体积小、质量轻且容量相对较大，并且运行中气流阻损相对较小，因而其效率相对较高。

当压力发生改变时，风量不会变化，因而令高炉运行更加稳定。

但是由于其特性曲线相对较陡，因而其稳定工作区相对较窄，运行过程中容易出现喘振问题，并且由于其直接连接高炉，不设置储气罐，因此更易出现喘振问题。

1 影响因素分析分析鼓风机特性可以看出，若鼓风机鼓风量低于某一风压其运行会不稳定。

此时受到周期波动负荷影响，转子会发生轴向窜动，轴瓦烧坏继而将叶片打碎。

这便是鼓风机的喘振现象，相对于鼓风机的常态运行，喘振为鼓风机失常工况，因此对于高炉鼓风机，必须要避免喘振问题的发生，以此确保高炉的正常运行。

通常判断鼓风机发生喘振现象的方法为，当鼓风机风压一定时，对鼓风机风量进行判断，若流量超出喘振流量则发生喘振现象；当鼓风机风压一定时，对鼓风机风压进行判断，若风压超出喘振压力，则判定为喘振发生。

但是宏观分析喘振特征可以看出，出了流浪和风压外，对鼓风机轴位移以及轴振动和风机噪声进行判断也可以及时检测喘振现象。

文章主要以传感器技术为基础，对喘振现象综合判断技术进行了论述，以此提高检测的准确性。

结合实际的工作经验，主要有两方面原因导致喘振现象发生：首先，实际运行流量<喘振流量；其次，出口压力<管网压力。

除此之外，气体入口温差过大以及气体分子量变化较大、静叶角快速变化均可能成为喘振现象发生的原因。

2 控制方法针对高炉鼓风机喘振问题的控制方法主要有两种，一种为开环控制方法，另一种为闭环控制方法。

开环控制方法为被动控制，通过设置防喘振曲线，对防喘振控制进行设定，从而对防喘振阀进行控制，确保鼓风机运行的稳定。

高炉鼓风机自动控制系统技术标准及要求

高炉鼓风机自动控制系统技术协议及标准一、自动控制系统对压缩机监测系统主要包括1．压缩机定风量/定风压—静叶串级调节系统根据高炉工艺系统对风量的要求，风机在稳定工作区域内，静叶实时进行自动定位调节适应管网阻力的变化，满足高炉的变工况要求。

2. 压缩机防喘振控制系统喘振是轴流压缩机的固有特性，其对压缩机的危害性也是不言而喻的。

为了防止压缩机进入喘振工况运行，从而设置了此防喘振保护调节系统。

3．压缩机防逆流、安全运行控制系统逆流保护是压缩机喘振的第二道保护措施，当轴流压缩机喉部差压低于设定值时，即视为喘振脉冲信号，如果此信号在规定时间内消失并在某一段时间内不再重复出现时，则只需依靠防喘振系统调节以达到稳定，相反若上述两条件不满足时，即视为逆流发生，机组将投入自保—安全运行程序。

如果逆流持续存在则进行紧急停车。

4. 压缩机组流量、压力、温度常规参数监测系统5. 压缩机组轴振动、轴位移监测保护系统6. 机组轴承温度监测保护系统7. 机组润滑、动力油保护调节系统8. 机组故障报警系统9. 逻辑控制系统10. 机组启动条件联锁11. 机组系统的自动操作12. 机组防逆流及安全运行13. 润滑油泵联锁控制14. 动力油泵联锁控制15. 润滑油站和动力油站电加热器自动控制16. 机组紧急停机联锁保护二、自动控制系统对TRT监测系统主要包括系统设计原则：在确保高炉顶压稳定，高炉正常生产的前提下，最大程度地回收高炉煤气压力潜在能量。

在满足以上原则的基础上，TRT控制系统能实现机组的启动、升速、输出功率、升功率、炉顶压力控制和停机的自动化。

并在TRT 机组启动、升速、升功率、正常停机、紧急停机过程中，与高炉控制系统密切合作，保证高炉炉顶压力的波动在一定范围内。

在TRT机组调节炉顶压力时，在正常炉况时保证顶压波动范围在±3kPa以内。

主要控制功能描述转速控制系统TRT安装三套转速测量系统，高位选择器通过三取二表决选出高信号，作为实际的转速测量值。

高炉鼓风机自动控制系统

高炉鼓风机自动控制系统[摘要]简要介绍了鼓风机自动控制的应用，经典控制方法与程序设计相结合，提高控制的可靠性。

[关键词]喘振自动控制调节高炉鼓风机在炼铁生产中是一重要的子系统，该系统控制的好坏直接影响到送风的质量，从而关系到高炉生铁的产量和能耗。

一、系统介绍及主要设计参数武钢7#高炉鼓风机设计使用的是MAN TURBO公司的A V90-15机组。

该机组由10KV ABB同步电机通过增速齿轮箱带动轴流鼓风机。

该机组还有如下的辅助系统：润滑油和控制油单元，动力油单元，顶轴单元，盘车单元，进气过滤器单元等。

主要设计参数如表1-1：二、自动控制系统构成TURBOLOG DSP BASIC/4为主控制器站，采集处理所有I/O信号。

TURBOLOG PROTECT中的COMPACT/M3为冗余喘振监测（逆流保护）系统，并带有VOTER CARD REL2002（紧急停机保护选择系统）和喘振计数器，使用TURWIN可进行编程和强制调试。

TURBOLOG DSP PROVISET为支持人机界面的计算机系统，提供实时监控、趋势记录、通讯功能。

风机监控系统使用BENTLY NEV ADA 3600 。

建有一个操作站和一个工程师站。

三、系统控制功能及原理整个机组的控制系统有以下几大部分：连续控制、逻辑控制及操作监视管理等。

连续控制功能有送风流量/压力调节系统、风机防喘振调节系统。

逻辑控制系统有机组启动步骤联锁系统、逆流保护系统、重故障紧急停机联锁系统、供辅设施控制系统、送风与拨风控制系统等。

整个机组的起停运行使用的是顺控程序，程序方框图如图3-1：（一）重故障紧急停机联锁控制为保障机组的安全运行，设有相应的停机联锁保护，如果满足其中一个条件，就要进行联锁保护停机。

这些条件为：（1）按下急停按钮，（2）风机轴位移过大（+/-0.6MM），（3）持续逆流，（4）润滑油压力过低（低于0.8bar），（5）主电机跳闸。

（二）防喘振控制1．控制原理轴流风机运行在不同的风压时，都有严格的吸入风量限制范围，低于该限则发生喘振。

鼓风机防喘振调节技术与应用

鼓风机防喘振调节技术与应用作者：刘桂荣武剑来源：《科学与财富》2016年第25期摘要：本文对鼓风机喘振原因进行了分析和总结，针对鼓风机安全运行合理配置测量系统和喘振调节参数的设定，保证了鼓风机的稳定运行。

关键词：喘振原因；调节；控制原理鼓风机是高炉炼铁过程中的核心动力设备，它的安全稳定运行直接关系到高炉的安全产量效益。

防喘振控制系统作为鼓风机与高炉之间设备安全与风压稳定运行的重要环节，其控制是否完善合理直接影响到鼓风机的充分发挥；能否为高炉提供一个安全、稳定、高效的风源，是保证高炉达到理想生产状态的重要一环。

一、产生喘振的原因极其危害喘振调节是鼓风机特有的调节，它的形成是由于管网风阻力大，进气量过小时，在风机动叶凸面上形成气流分离现象，造成机组输出流量和气孔紊乱，发出哮喘病人喘气般的声响，机组产生强烈振动，甚至损坏机组。

鼓风机产生喘振的直接原因是流量的大幅度降低，而导致流量大幅度降低的原因是多种多样的：机组的启停、操作的失误、高炉风压骤起、逆流、工艺、设备的精确与使用年限等等。

（1）被压缩气体的流量，出口风压发生高速周期性变化，气体的温度升高，流量、压力、温度随时间的变化而升高。

（2）由于流量和压力的高速振荡，会伴随发生方向的轴向推力，使压缩机机体和部件产生强烈振动，甚至会打坏叶轮，烧毁轴瓦，破坏密封和轴承，造成主轴和压缩机的损坏。

喘振时，压缩机进出口管道上的逆止阀会忽开忽关，阀芯反复撞击阀体，发生异常声响；带来得流量和压力的高速振荡，会造成工艺操作的不稳定。

若喘振损坏了压缩机的密封，会使润滑油窜入流道而进入设备，影响换热器和凝汽器的效率。

多次发生喘振轻者会缩短压缩机的使用寿命，重者会损坏压缩机以及连接压缩机的管道和设备，造成被迫停机。

二、鼓风机喘振控制系统组成1、喉差采用差压变送器三台（三取中逻辑）；出口风压采用压力变送器三台（三取中逻辑）；吸入风温铂电阻温度元件二只；防喘阀两台；2、喉差的实际值超出该范围时，发出故障报警，机组主控画面的喉差故障报警信号触发；为了确保系统的安全，取压方式采取正压侧两个取压口同时取压后，利用联通管联通，从联通管在引取三根导压管路至变送器，消除了因导压管堵塞引起的误动。

轴流式高炉风机控制系统用防喘振阀的设计(1)

书山有路勤为径，学海无涯苦作舟
轴流式高炉风机控制系统用防喘振阀的设计(1)
1、概述防喘振是各类鼓风机和压缩机的一个特有控制要求。

喘振通常表现为快速的流量振荡或压力振荡, 因而影响风机流量和压力的稳定性。

由于喘振发生时常伴随有反向的轴向推力与反向流动, 从而使风机的效率降低, 寿命缩短, 对风机造成严重危害。

当风机发生喘振或需要放风时, 打开防喘振阀或紧急减压阀, 可以使风机的运行工况点在规定的区域内。

2、工作原理及主要参数2.1、工作原理随着高炉大型化和超高压炉顶的采用, 高炉鼓风系统(防喘振阀具有自动调节和快开功能, 其主要性能参数如下。

公称尺寸DN50～500
公称压力PN6～16
工作介质热空气
工作温度300℃(max)
驱动方式气动+手动
气源压力0.4～0.6MPa
启闭时间调节不限, 紧急快开≤0.5 s
流量特性近似等百分比
3、结构设计防喘振阀主要由三偏心蝶阀((2) 密封圈采用多层次不锈钢金属片制成,具有金属硬密封和弹性软密封的双重密封效果。

同时, 阀座采用硬质合金磨削加工, 表面光洁, 确保了阀门密封性能。

(3) 轴承采用自润滑材料组合, 阀轴采用不锈钢, 确保阀门长期灵活动作。

阀轴密封采用V 形组合或成型填料密封, 确保了阀轴处的介质不外漏。

风机的防喘振控制及优化浅析

风机的防喘振控制及优化浅析摘要：喘振是高炉鼓风机固有特性，喘振将严重危害机组的安全运行。

因此，基于风机喘振原理，分析喘振产生原因与危害,并提出了风机的防喘振控制及优化策略，设计抗喘振控制系统具有重要意义，也为同类机组提供技术参考。

关键词：风机；防喘振控制；优化引言高炉鼓风机一般采用透平压缩机，喘振是透平压缩机的固有特性。

喘振现象对透平压缩机的危害极为严重，必须禁止压缩机处于喘振状态。

如果高炉鼓风机浪涌，空气供应被切断，高炉将无法继续生产铁水。

同时，由于支撑炉内矿石、焦炭等物料的力突然丧失，势必造成炉底的铁水和炉渣飞溅，使风口充满炉渣和铁水，造成高炉重大事故。

因此，高炉鼓风机抗喘振的研究对高炉的稳定生产具有积极意义。

1喘振产生原因与危害大型风机一般采用6KV电机驱动风机转子，动调或静调轴流风机。

轴流风机喘振的主要原因归纳为以下两个方面。

(1)内因:严重失速，气流膨胀。

根据风机失速的机理，正常运行时不会发生旋转失速。

只有在风机启动或停止阶段，转速发生变化时，才会发生旋转失速。

(2)外因:风机与管网联合运行情况。

一般来说，网络容量越大，浪涌频率越低，浪涌幅值越大;反之，当网络容量较小时，浪涌频率较高，浪涌幅值较小。

风机喘振危害很大，性能明显恶化，会出现较大的供气波动，破坏生产工艺系统的稳定性，会造成风机本体严重振动，风机部件承受较高的动应力，容易造成静、动部件的摩擦和损坏，对推力轴承产生很大的冲击力，会使轴承合金疲劳开裂甚至烧毁。

在严重的情况下，它会膨胀成逆流，导致风道内温度急剧上升，导致叶片和轴承损坏。

2防喘振的基本原理风机运行时，当气体介质固定，在一定的转速、压力、温度和压差下，可以计算出一个最小的流点。

当流量低于这个值时，风机的性能就会变得非常不稳定，也就是说风机会出现喘振，这个点也叫喘振点。

喘振点与风机内气体的分子量、进口压力、温度、压差和出口压力、温度和压差有关。

不同条件下浪涌点的位置是不同的，所以可以在不同条件下计算多个浪涌点，然后将这些点连接起来得到一条线，这条线称为浪涌线。

高炉轴流风机防喘振控制优化及实施

上，形成耐磨板，然后再根据需要卷制成不同的衬套镶嵌在接管及调节蝶阀内，从而提高半净煤气调压阀组抗冲刷的能力。通过三维模拟及用户现场使用，增加导流柱和耐磨衬套的半净煤气调压阀组使用寿命较改进前的
用寿命短的瓶颈问题。新型半净煤气调压阀组的研制，可有效降低炼铁高
行，另一方面可能制约风机供风能力的充分发挥。
高炉鼓风机是高炉炼铁生产的关键动力设备，为确保鼓风机的安全稳定运行，在其控制系统中必须配备防喘振自动控制，并应兼顾高炉生产、机组安全、节能降耗等各
方因素，高炉作为鼓风机供风的负载，Ｉ炉内状况瞬息万变，鼓风阻力
【关键词】轴流风机防喘
振优化实施
振控制侧重于保护鼓风机，加之防喘振控制品质不高，２０１０年投产以来，防喘振控制系统运行状况不甚理想，主要表现在以下几方面。
一
、
前言
１）防喘阀开度基本在ｌＯ％左右，轴流风机经常处于放风状态，造成大量无谓能量损失，放风噪声污染严重。２）防喘振的控制品质有待提高：一旦高炉路况不顺，鼓风阻力增大使风机工况点进入调节区时，通常是采用人工紧急干预打开防喘阀，使工况点回到稳定工作区，保守的安全意识使工况点总是远离防喘振线。３）不同人口温度对风机喘振性能有较大影响，采用固定的喘振性能曲线不能真实地反映风机喘振性能，一方面可能影响风机的安全、稳定运
为计算依据，采用的常规的ＰＩＤ运

高炉轴流风机喘振分析及防喘振控制系统研究讲解

高炉轴流风机喘振分析及防喘振控制系统研究张红庆陕西维远科技有限公司 710054摘要：本文介绍了轴流风机喘振现象的形成机理、不同气温条件下喘振曲线的动态补偿方法，分析了常见的传统防喘振控制工艺中存在的不足，以及先进防喘振控制技术应用于高炉轴流风机的优化控制策略。

关键词：轴流鼓风机；防喘振；优化控制引言目前静叶可调式轴流风机在钢铁企业400~2000m3的高炉上已普遍使用。

在高炉风机的控制系统中，防喘振控制系统是最核心的控制环节，必须综合考虑高炉生产、机组安全、节能降耗等多方面需求，如果在控制工艺中采用常规的简单、粗放的设计方法，不仅能耗浪费严重，也是极大的安全隐患。

本文介绍的高精度防喘振控制系统，不仅可以更有效地保证机组和安全和稳定，同时也可以充份发挥机组的最大性能范围，对高炉安全性和产量的提高起到显著的促进作用。

轴流风机喘振现象的本质为了更好地理解和设计防喘振控制系统，有必要对轴流压缩机形成发生喘振现象的本质原因加以说明。

轴流风机转子的叶片呈多级排列，每一级叶片环绕转子形成一组叶栅。

空气流经过多级叶栅逐级压缩传递，最终经末级叶栅到达出口。

在一定的静叶角度下，气体的流量与风机出口的压力有关，压力越高，流量越低。

喘振是指风机达到出口压力极高、流量极低极限后的工况突变。

气流冲角及叶片背面表层气流脱离失速现象气流沿轴向进入叶栅时，气流方向与风机叶片之间的夹角称为气流冲角。

随着压力的增高，入口流量愈小，气流冲角也就愈大。

当气流冲角增大到一定程度时，沿叶片的非工作面将发生气流脱离现象。

这种现象称为脱流或失速。

失速是叶轮式轴流输送设备都会遇到的一种现象，失速又叫旋转脱流，即由于气体对叶片的冲角过大而使得气流的流线脱离叶片表面，结果叶片表面处的气流变为紊流，同时可导致叶片颤振。

失速区沿叶栅旋转传递和不断扩展，就会引起压缩机的工况突变，即喘振。

气流冲角增大至一定程度后，沿叶片背面形成气流脱离现象示意图当风机发生喘振时，整个风机的管网系统气流周期性振荡现象，这时，轴流风机虽然仍在旋转，但对气体所做的功却不能提高风机的流量和压力，而是基本上转化为空气热能。

FISHER阀在高炉鼓风机防喘振控制及拨风系统应用

一Байду номын сангаас
１．１ＦＩＳＨＥＲ防喘振阎组成般地，ＦＩＳＨＥＲ阀主要是南阀门、
执行机构、控制系统以及附件组成。其中控制系统中的阀门定位器是由关键控制部件、放大器、电磁阀、单向阀、过滤减压阀等组成。１．２ＦＩＳｔＩＥＲ防喘振阀典型气路及控制
中图分类号：ＴＦ３２５文献标识码：Ａ
１ＦＩＳＨＥＲ防喘振阀概述ＦＩＳＨＥＲ阀又叫防喘振阀或调节阀，是影响工业过程控制系统的控制质量甚至是产品质量的重要控制元件。它可以通过对流体流最的控制调节流体的压力、流量、温度等，其可靠性和最佳性能以及控制精度直接影响到工业生产的经济效益。
线。
气罐里的压缩空气。
这３条路线其中的第一条是经过单向阀流经到四通后再次到达２６２５、储气罐以
２。ＦＩＳＨＥＲ防喘振阀气源系统保护全开全关，为了防止过关，从程序里做了功能及３７７的Ｆ口处。第二条路线是经过三通设定，等下次定修再调整。电磁阀以后才能到达３７７ｌｆ￣ＪＳＵＰ口处，然气源系统自动保护功能一般可以实当出现上述故障时皆因送风管道振后在内部气路中经过内部弹簧的压缩与现用压缩空气压空报警值０．５８ＭＰａ，氮气动大，造成ＦＩＳＨＥＲ阀组件振动，组件振Ａ、Ｂ口相通，Ｄ、Ｅ口相通。为备用气源，氮气报警值０．５５ＭＰａ，当系坏或组件节点松动，引起故障；因此平时第三条路线在ＤＶＣ６０２０的ＳＵＰ口处作统气源压力（压空）Ｏ．５３ＭＰａ时氮气注入应加强ＦＩＳＨＥＲ阀组件检查及对振动组件为ＤＶＣ气源。当控制系统ＤＣＳ／ＰＬＣ输出到系统保压；系统气源压力０．４６ＭＰａ时，拨进行加固处理。ＤＶＣ６０２０的４ — ２０ＭＡ信号增大时，此时定风系统阀４１５ｋＰａ自动打开，防喘振系统除此之外，ＦＩＳＨＥＲ防喘振阀还会在位器Ａ口输出就会随之增大，Ｂ口也会相大阀４０７ｋＰａ自动打开，小阀３８１ｋＰａ自动打以下几个方面出现故障：弹簧被腐锈断应地减小。开裂；膜片老化破裂；阀杆连接器掉落；定在Ａ口输出增大过程中气压就会经过位器反馈臂脱落或者连接间隙较大；阀门３．ＦＩＳＨＥＲ防喘振阀故障及处理措３７７ＡＢ口以及快排阀到达汽缸的上腔；而定位器出现故障；膜头排气端被堵，导致施在Ｂ口的气压会通过３７７ＤＥ口，用作２６２５的阀门不到位等。的输入信号控制１０６１执行机构的压力。若在生产应用中同上气源压力低时，出现上述故障后要及时排除妥当维如果电磁阀处于失电状态时，ｉ通此时需保压；防喘振系统小阀不动，７：０１修，做到科学维护保养，同时要有良好的电磁阀１干 ¨ ３就会相通，而此时的两通电磁自动化处理好，（模板输出接线松动），安装工艺及正确的选型。阀１和２也会相通。３７７ＳＵＰ口的压力再次自动化更换两个防喘阀的电缆，加装隔离参考文献经通电磁阀３口处卸掉，此时３７７在弹簧器，完成后做了十几次实验，均正常。［１】云飞燕，扬秀峰，等．ＦＩＳＨＥＲ防喘振作用下气路会出现Ｂ、ｃ口通以及Ｅ、Ｆ口若高炉减风过程中，手动输出值由阀控制气路的技术改进 Ⅱ ］．商品与质量：

高炉风机防喘振先进控制技术

高炉风机防喘振先进控制技术高炉鼓风机是炼铁过程中的核心动力设备，对于整个钢铁企业而言，鼓风机的运行状态与企业的产量、效益、安全息息相关，防喘振控制作为高炉风机控制中最重要的一环，其控制效果完善与否，在很大程度上决定了能否充分发挥鼓风机的潜能，为高炉提供一个安全、稳定、高效的风源，保证高炉达到理想的利用系数。

一、目前在炼铁行业高炉风机防喘振控制技术中普遍存在的问题1．“保风机”与“保高炉”之间的矛盾：在防喘振控制回路中，由于缺少完备的数学算法，在工况点接近喘振线时，“保风机”和“保高炉”往往成为一对不可调和的矛盾。

防喘振动作的速度主要由调节器的增益值来决定，在调试过程中，往往对增益值如何设定感到两为其难：如增大数值，防喘振阀在动作时打开得过快、过大势必会产生较大的流量和压力波动，这种波动是高炉正常生产中无法接受的。

如减小数值，又不能保证在工况点上升较快的情况下保证风机不进入喘振区。

产生这一矛盾根本的原因是防喘振控制回路设计的出发点是保护风机本体，对如何在保护风机的同时又保护高炉的正常生产缺少必要的考虑。

目前普遍应用的防喘振控制效果的现实情况是：一旦工况点越过防喘振线，防喘振阀进行调节动作，工况点在2~3秒钟内由接近喘振区域被向下拉至距离防喘线以下，风机出口压力的波动至少会超过40kPa，在高炉憋压比较突然的情况下，压力的波动甚至可能达到100~150kPa，这样幅度的波动远远超过了高炉操作所允许的范围。

一般来说，导致来自高炉的阻力增大、风机工况接近喘振线的原因可能是以下几种：在热风炉切换的过程中操作不慎、高炉炉料下落、炉顶煤气压力控制不稳等，这些原因都可能导致炉料料层透气性下降、高炉工况恶化。

从维持高炉工况的角度出发，在这种情况下，最需要的就是高炉风机能够保证稳定的送风压力，使高炉工况得以好转，而由于防喘振控制的局限性，往往恰是在这一时候，供风压力最不稳定，导致和加剧了高炉座料，而高炉工况一旦变坏后往往需要几天的时间才能逐渐恢复，由此给炼铁企业造成巨大的经济损失。

高炉风机防喘振优化控制设计方案.详解

状态观测器
全局性的优化结果
进一步采用遗传算法优化计算防喘振线
控制器
防喘振阀开度
鼓风机静叶开度
7
研究进度安排
1. 详细设计方案设计及历史数据搜集及调研： 2个月 2. 优化计算软件开发：3个月 3. 控制器软硬件设计：4-5个月 4. 系统联调及实验测试：3-5个月
共计：12-14个月
8
人员投入与工作分工
9
成本估算
• 实验材料费：10万元（用于系统硬件，系统制作，软硬件联调） • 软件费：15万元（购买正版软件（如MATLAB）用于编程与优化计算，企业也可提供软件供开发系统使用，项目结束后全部软件包交给企业） • 差旅费：14.72万元（路费1400元往返每人次×40人次往返＋住宿200元每人天×240人天+补助180元×240人天） • 劳务费：18.6万元，其中
4
项目设计方案
• 喘振线与防喘振线的优化设计
根据多变能量头公式以及鼓风机性能曲线，可以做出鼓风机的“能量头~容积流量”曲线如左图所示。用遗传算法优化计算拟合出喘振线，并进行非线性补偿，在此基础上进一步采用优化方法拟合出防喘振线如右图所示。系统喘振线与防喘振线计算好之后，将作为控制器的
输入之一。
鼓风机实时工况防喘振阀状态
遗传算法合适的初始种群数量和适应度函数
鼓风机运行历史数据数据预处理
自抗扰控制 PID控制技术的精髓、现代控制理论的成就、不依赖于被控对象精确模型、能够替代PID技术的新型实用控制技术
根据多变能量头公式采用遗传算法优化计算喘振线，并进行非线性补偿
高炉风机防喘振优化控制设计方案
北京信息科技大学自动化学院 2015年7月

轴流式高炉鼓风机防喘振

轴流式高炉鼓风机防喘振汇报人：日期:•轴流式高炉鼓风机概述•喘振现象与危害•防喘振技术与措施•实际应用与效果评估•结论与展望01轴流式高炉鼓风机概述工作原理结构组成轴流式高炉鼓风机的工作原理炼铁核心设备高炉鼓风机的性能及运行状态直接关系到高炉内的气流分布、燃烧效率等关键指标，进而影响到炼铁效率。

影响炼铁效率设备维护与管理高炉鼓风机在炼铁工艺中的地位稳定运行范围宽轴流式高炉鼓风机具有较宽的稳定运行范围，能够适应不同工况下的气流需求。

高效节能轴流式高炉鼓风机采用先进的叶轮设计和高效扩压器，具有较高的气动效率，能够实现节能降耗。

抗喘振能力强通过采取一系列防喘振措施，如设置回流阀、采用可变进口导叶等，轴流式高炉鼓风机具有较强的抗喘振能力，确保在各种工况下稳定运行。

轴流式高炉鼓风机的运行特性02喘振现象与危害喘振时，风机的压力和流量会产生周期性的波动。

喘振现象的定义压力和流量波动气流不稳定降低效率机械设备损坏缩短使用寿命030201喘振对高炉鼓风机的影响喘振对炼铁工艺的危害03防喘振技术与措施被动防喘技术主动防喘技术常用的防喘振技术防喘振控制系统的设计与实现控制系统硬件设计控制算法设计实时监测与故障诊断定期维护与检修定期对鼓风机进行维护保养，检查叶轮、轴承等关键部件的磨损情况，及时更换损坏部件，确保鼓风机处于良好运行状态，降低喘振风险。

预处理操作在启动鼓风机前，对进口管道进行预热、预冷处理，以减少气流中的水分和杂质，降低喘振风险。

平稳升速在鼓风机启动和运行过程中，要控制升速速率在合适范围内，避免过快升速导致气流不稳定而引发喘振。

及时调整导叶角度根据高炉工况和鼓风机的运行参数，实时调整进口导叶的角度，确保气流稳定、连续，防止喘振发生。

高炉鼓风机防喘振的操作策略04实际应用与效果评估防喘振技术在某高炉的应用应用背景01技术方案02实施过程03能耗降低维护成本减少性能提升防喘振措施实施前后的性能对比智能化自适应性绿色环保未来防喘振技术的研究与发展方向05结论与展望提高设备稳定性防喘振技术能够显著减少高炉鼓风机的喘振现象，提高设备的运行稳定性，降低故障率。

高炉鼓风机喘振控制与优化设计研究

ｗｅ，ｎｐｉｚｔｎｄｓｎｍｅｈｄｒｄｐｅｉｃｕｉｇＳｌｄｒｆｅｏｔｚｔｎｂａｅｓｌｉｐｉｚｔｎ，ｒｉ— ｒｍａｙｏｔｍｉａｉｅｉｔｏｓｗｅｅａｏｔｄ，ｎｌｄｎｌａｅｐｏｉｐｉａｉ，ｌｄｏｉｔｏｔｏｇｂｌｍｉｏｄｙｍｉｉｍｅｉｏａｏｄ
型优化、叶片稠度优化、午流道型线优化等。设计结果表明，子合理应用各种技术，可有效提高喘振裕度，同时确保具有
较高的设计性能。
关键词：高炉鼓风机；喘振；叶型优化；稠度；子午型线
中图分类号：Ｔ４３Ｈ５文献标识码：Ａｄｉ１．９９ｊｉｎ１００２．００１．０ｏ：０３６／．ｓ．０５— ３９２１．２０４ｓ
ｆｃｉｅｙｉｃｅｓｕｇｒｉｎｔｔｅｓｍｅｔ，ｎｕｅｈｇｅｉｅｆｒｎｅｏｅｂａｔｆｒａｅｂｏｅ．ｅｔｌｎｒａｅｓｒｅｍａｇｎａｄａｈａｉｖｍｅｉｓｒｉｈｄｓｇｐｒｏｍａｃｆｈｌｓｕｎｃｌｗｒｎｔ
ｂａｔｆｒａｅｂｏｒＴｏｓｌｅｔｅｐｏｅｏｏｓｒｅｍａｇｎｉｎｅｏｄｉｉｎ，ｎｔｅｄｉｎｏ一ｔｇｌｓｕｎａｅｂｏｌｓｕｎｃｌｗｅ．ｏｖｈｒｂｌｍｆｌｗｕｇｒｉｎｗｉｔｒｃｎｔｏｉｈｅｓｇｆａ１ｓａｅｂａｔｆｒｃｌ— ３

高炉鼓风机防喘振控制策略研究的开题报告

高炉鼓风机防喘振控制策略研究的开题报告
一、研究背景和意义：
高炉鼓风机是高炉生产中关键的设备之一，其工作稳定性和运行效率对高炉的生产效率和经济效益有着重要的影响。

但是在工作过程中，高炉鼓风机有时会出现喘振
现象，严重影响了其工作效率和寿命，甚至会对整个高炉生产造成不良影响。

因此，对高炉鼓风机防喘振控制策略的研究具有十分重要的实际意义。

本文将探究高炉鼓风机喘振的成因、防控措施，试图制定一套有效的防喘振控制策略，为高炉
鼓风机的正常工作提供技术保障。

二、研究内容和方法：
1. 喘振成因分析：对高炉鼓风机的工作原理、机械和结构特点进行深入分析，探讨喘振产生的原因，如叶轮不平衡、气流不稳定等。

2. 喘振防控技术研究：研究喘振防控技术的现状，并对其进行归纳总结，探讨其适用性和实用性，并提出针对高炉鼓风机防喘振的控制策略。

3. 控制系统设计：依据前两部分研究成果，设计一套高炉鼓风机防喘振控制系统，包括传感器、控制器、执行器等组成的闭环控制系统，并进行测试验证。

4. 结果分析：对系统测试的结果进行数据分析和实验比对，评估系统的效果和性能，以及控制策略的优缺点和可行性。

三、研究计划和进度：
1. 第一阶段（1个月）：完成高炉鼓风机的工作原理和喘振成因分析，并撰写相关文献综述。

2. 第二阶段（2个月）：综述当前高炉鼓风机喘振防控技术，探讨其适用性和实用性，并提出控制策略。

3. 第三阶段（3个月）：设计高炉鼓风机防喘振控制系统，进行测试验证，并分析实验结果。

4. 第四阶段（1个月）：撰写论文并进行系统综合分析。

以上是本文高炉鼓风机防喘振控制策略研究的开题报告，谢谢审阅。

喘振控制在高炉鼓风机系统中的应用

喘振控制在高炉鼓风机系统中的应用本文概述了喘振控制在高炉鼓风机系统中的应用，并详细地介绍了喘振曲线的形成过程、喘振系统的基本原则以及逆流保护系统的作用。

标签喘振；临界喘振点；喘振线；逆流前言在风机系统中喘振是特有的不正常工况，风机（轴流压缩机）绝对禁止在喘振工况下运行，为此，设置了防喘振控制系统。

当风机接近喘振工况时，控制系统调节放风阀打开某一开度，使风机的工况得以改变，从而避免进入喘振区。

1 喘振控制系统介绍设曲线（1）为管网系统的阻力线，当静叶开度为a时，曲线（1）与特性曲线a的交点A就是压缩机此时稳定工况点。

如果静叶开度a不变，而管网阻力增加，则工况点会沿曲线a上移，当超过某点B，就会发现压缩机输出流量和排气压力出现紊乱，发生如同哮喘病人喘气般的响声，机器发生振动，所以形象地称为喘振。

B点称为临界喘振点。

显然，在不同的静叶开度下重复上述过程，都存在这样一个临界喘振点，将所有喘振点联起来形成的曲线，称为喘振线。

喘振线以上的区域称为喘振区，压缩机只允许在喘振线以下的区域运行。

喘振形成的原因是很复杂的，简单说明如下：当进气量过小时，在叶片凸侧面将出现气流分离现象，当气流分离现象严重时，造成压缩机排气压力降低，如果管网容量较大，压力较高，则管网压力大于排气压力，使压缩机排气量更加减少，加剧气流分离现象，联锁反应的结果会使压缩机排气量为零，甚至为负（管网向压缩机倒流），但管网压力也不是维持不变的，随着管网向工艺排气，它的压力也在下降，当下降到低于压缩机排气压力时（因压缩机仍在旋转，产生压力），压缩机又会向管网排气，使管网压力回升，如果管网阻力线不变，仍是曲线（2），则又会周而复始地重复上述循环，形成气流的忽小忽大，忽进忽出的喘振。

2 喘振系统的基本原则Fig. 2 Anti-surge control system performance curve由上述喘振形成过程可以看出，在一定的排气压力下，防止风机流量过小，就能避免喘振。

轴流式高炉鼓风机防喘振的探究混

轴流式高炉鼓风机防喘振的探究混随着我国经济的发展科技水平的逐步提高，同时也带动了各个领域的发展进步，在钢铁产业的发展上我国已经取得了较好的成绩，在一些大中型的企业中对于生产钢铁的基础设施最常见的一个设备就是轴流式的高炉鼓风机，但是随着时间的推移在轴流式的高炉鼓风机防喘振的实际工作中出现了一些不合理的现象。

文章主要是对于在工作中所出现的问题进行详细的分析探究，并找出适当的解决方法，希望能够对此发展有所裨益。

标签：轴流式；高炉鼓风机；防喘振轴流式风机，就是与风叶的轴同方向的气流（即风的流向和轴平行），比如说电风扇、空调外机等，风扇就是轴流方式运行风机，轴流式风机又叫局部通风机。

它是工矿企业常用的一种风机，它和一般的风机有着一定的区别，轴流式风机的电机和风叶都在一个圆筒里，外形就是一个筒形用于局部通风安装方便，通风换气效果明顯、安全，可以接风筒把风送到指定的区域。

1 喘振的基本含义以及产生原因和表现形式1.1 喘振的基本含义喘振是透平式压缩机（也叫叶片式压缩机）在流量减少到一定程度时所发生的一种非正常工况下的振动。

离心式压缩机是透平式压缩机的一种形式，喘振对于离心式压缩机有着很严重的危害，简单来说就是流体机械及其管道中介质的周期性振荡，是介质受到周期性吸入和排出的激励作用而发生的机械振动[1]。

1.2 喘振的产生原因“喘振”顾名思义就像人哮喘一样，风机出现周期性的出风与倒流，相对来讲轴流式风机更容易发生喘振，严重的喘振会导致风机叶片疲劳损坏。

喘振的产生与流体机械和管道的特性有关，管道系统的容量越大，则喘振越强，频率越低，产品一般都附有压力-流量特性曲线，据此可确定喘振点、喘振边界线或喘振区，流体机械的喘振会破坏机器内部介质的流动规律性，产生机械噪声从而引起工作部件的强烈振动，加速轴承和密封的损坏，一旦喘振引起管道、机器及其基础共振时还会造成严重后果。

1.3 喘振的表现形式轴流式高炉风机的喘振现象主要是表现在两个方面，其一是电流减小且频繁摆动、出口风压下降摆动；其二是风机声音异常噪声大、振动大、机壳温度升高、引送风机喘振动使炉膛负压波动燃烧不稳。

自动控制在高炉鼓风机防喘振系统中的应用

ｌｉｆｅｔｉｍｅｏｆｉｒ］ａｌｏｗｅｒ．ＫｅｙｗｏｒｄｓＡｉｒｂｌｏｗｅｒ，Ａｕｔｏｍａｔｉｃｃｏｎｔｒｏｌ，Ａｎｔｉ —ｓｕｒｇｅ，ＰＬＣ
０前言
舞钢高炉ＢＰＲＴ系统选用了瑞士苏尔寿公司
一
旦工况不稳定就会导致管网阻力增大，流量减
小，排气压力随之上升。管网阻力与高炉工况有关，很难控制，只有从流量着手，即在喘振即将发
ＡｂｓｔｒａｃｔＴｈｅｐａｐｅｒｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｌｆｏｗｏｆａｉｒｂｌｏｗｅｒ，ｔｈｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎａｎｄｈａｒｍｏｆｔｈｅｓｕｒｇｅ，ａｎｄｔｈｅ
高炉鼓风机担负着向高炉供风的任务，其运
生强烈振动，鼓风机机壳内温度急剧升高，大大降
・
４６・
宽艨扳
第ｌ９卷
低风机的使用寿命¨ 】。
３防喘振原理
临界排气压力。喘振试验时，鼓风机送风阀门关闭，防喘振阀和放风阀全开。当静叶达到指定角度时，逐渐关小防喘振阀憋压，测试鼓风机喘振点临界送风压力。舞钢的鼓风机静叶开度范围为
（舞阳钢铁有限责任公司）摘要介绍了高炉风机的工艺流程、喘振的形成及其危害和防喘振系统的组成，对喘振线、防喘振线、防
风机自动化控制防喘振ＰＬＣ
喘振阀自动调节线的计算和防喘振控制策略进行了分析论述，以期提高设备的使用寿命。